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为解决印度油籽供需不平衡、传统品种存在的诸多问题,研究人员开展了油菜 - 芥菜种子引发处理对其种子发育模式影响的研究。结果表明,芥菜基因型‘Pusa Bold’经 0.15 mol KH2 PO4引发处理后表现最佳。该研究为印度恒河下游平原油籽种植提供了重要参考。
在印度,油籽作为重要的粮食资源,其供需不平衡问题日益严峻。油菜和芥菜作为印度乃至世界重要的油籽作物,产量却受到诸多因素制约。传统品种存在发芽率低、幼苗死亡率高、种子储存品质下降等问题,在当前气候变化的大背景下,这些问题愈发凸显。同时,印度对油菜 - 芥菜的需求预计到 2030 年将大幅增长,这使得寻找提升其产量的方法变得刻不容缓。在这样的背景下,Bidhan Chandra Krishi Viswavidyalaya 的研究人员开展了一项旨在探究种子引发处理对油菜 - 芥菜种子发育模式影响的研究,该研究成果发表在《Discover Plants》上,为解决印度油籽产量问题提供了新的思路。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,在印度西孟加拉邦 Kalyani 的 District Seed Farm (A-B Block Farm) 开展了为期两年(2017 - 18 和 2018 - 19 冬季)的田间试验。试验采用三重复裂区设计,将 6 种油菜 - 芥菜基因型设置在主区,4 个种子发育阶段设置在副区,对种子进行 5 种不同的引发处理。在研究过程中,对植株进行了多方面的观测,包括田间观测如植株高度、主花序长度等,以及实验室观测如荚果长度、荚果鲜重等,并对收集的数据进行方差分析和聚类分析。
研究结果如下:
- 植物生长属性:所有基因型的植物生长属性(高度、主花序长度和每株初级分枝数)随种子成熟逐渐增加(除 Anushka 基因型在 60 天前成熟)。在所有种子引发处理下,‘Pusa Bold’基因型的植物生长属性最高,而 Anushka 基因型最低。在种子引发处理中,0.15 mol KH2 PO4处理表现最佳。
- 叶绿素强度:荚果壁和种子中的叶绿素强度(SPAD 单位)随种子成熟逐渐降低。‘Pusa Bold’基因型的叶绿素强度最高,Anushka 基因型最低。0.15 mol KH2 PO4处理下的叶绿素强度最大。
- 荚果长度和宽度:基因型的平均荚果长度随种子成熟增加,‘Pusa Bold’基因型的荚果最长,Anushka 基因型最短。油菜基因型在 40 天左右荚果宽度最大,芥菜基因型(除 TBM - 143)在 50 天左右荚果宽度最大。0.15 mol KH2 PO4处理可增加荚果长度和宽度。
- 荚果鲜重和干重:油菜基因型的荚果鲜重和干重在 40 天前增加,之后逐渐减少;芥菜基因型(除 TBM - 143)在 50 天左右达到最大值。‘Pusa Bold’基因型的荚果鲜重和干重最大,0.15 mol KH2 PO4处理可提高荚果鲜重和干重。
- 荚果和种子数量:所有基因型(除 Anushka)的荚果数量和每荚种子数随成熟天数增加而增加,在 30 - 40 天增加最为明显。不同基因型在不同处理下的荚果数量和每荚种子数存在差异,Anushka 基因型在某些处理下每荚种子数最多。
- 聚类分析:基于植物生长属性和种子发育模式的聚类分析表明,不同基因型和种子发育阶段之间存在相似性和差异性。
研究结论和讨论部分指出,不同基因型在种子发育的不同阶段,植物生长属性、叶绿素强度、荚果和种子相关特征存在明显差异。这种差异可能源于基因型的遗传潜力和对农业气候条件的适应性。种子引发处理,尤其是 0.15 mol KH2 PO4处理,能够显著改善植物的生长和种子发育,这可能与促进根系发育、提高养分吸收和光合作用有关。该研究结果对于指导印度恒河下游平原的油籽种植具有重要意义,为选择合适的基因型和种子引发处理提供了科学依据,有助于提高油籽产量,缓解印度油籽供需不平衡的问题。同时,研究人员也提出,未来还需开展更全面的种子引发处理研究,进行多地点、多基因型的实验,以进一步优化油籽种植策略。